倾听植被物候的回响——记北京师范大学水科学研究院教授付永硕

肖贞林

付永硕在德国

在自然界中，温带和寒带地区的植物会在一定的时间内开始返青，生长，而后现蕾，开花，结果，最后落叶，进入休眠。这种植物与环境因子变化相适应而形成的植物生长发育节律，被称为物候，它是植物长期适应于温度和水分季节性变化的结果。植物的物候反映了植物的生活史对策，对生态系统的营养循环和能量流动，以及群落生物多样性的维持都有重要意义。

进入21世纪后，随着全球气候变暖加剧，生态系统如何响应和反馈气候系统的变化成为全球变化生态学一个热点问题。这也是北京师范大学水科学研究院教授付永硕致力研究的方向。自博士时期开始，他先后运用野外控制实验、数据挖掘和整合分析，以及生态模型模拟等研究手段，围绕植被物候响应和适应全球气候变化的机理以及可预测性开展了一系列原创性工作，相关研究成功发表在Nature、PNAS和Global change biology等期刊，所取得的研究成果为阐明陆地生态系统碳、水、能量、营养物质循环奠定了坚实的理论和数据基础。

学有所成，回国效力

2007年，付永硕从北京师范大学硕士毕业后，前往比利时安特卫普大学攻读博士，学习全球变化生态学，由此确定了自己的研究方向。博士毕业后，他曾先后在北京大学、比利时全球变化生态学创新中心从事研究工作，2017年回国，正式加入北京师范大学水科学研究院。在回到北京师范大学水科学研究院之前，付永硕已经在植被物候响应和适应全球气候变化方面取得了一定的成绩，这些工作都为他回国后的研究提供了经验支持。

不过，付永硕表示，正是因为在北京师范大学打下了良好的基础，他才能在国外很好地展开一些研究工作。而在国外的几年，也让他开阔了眼界，拓宽了科研思路。他说道：“科学知识不只来源于文章，也来源于生活。我在国外交了一些朋友，大家在交流的过程中，思想的碰撞会迸发很多火花。关于春秋季物候耦合响应气候变化的文章，就是在参加学术会议期间，和朋友一起聊天时构思完成的，后来发表在了PNAS上。”

走出国门是为了学成归来，对付永硕来说，回国不是选择，是必然。他坦言：“我在国外最深的感受就是，人走出国门后，会加深对祖国的感情。就像是一个远在他乡的游子对母亲深深牵挂。所以，我当时也希望自己能够学有所成，尽快回国，用自己的所学所识服务祖国。”

立足前沿，深入探索

近些年，全球变暖是世界各国关注的焦点，2014年，政府间气候变化专门委员会（IPCC）研究报告指出，气候系统变暖是毋庸置疑的，而人类活动排放大量的CO2等温室气体极有可能加快了这一全球变暖过程。

众所周知，植物需要光合作用。就像人吃饭一样，植物也需要“粮食”。它会“吃”进二氧化碳，排出氧气。所以，植物可以有效缓解温室效应。从另一方面看，植物对气候的变化又十分敏感，它可以根据气候变化进行自我调节，比如，发芽的时间、花开的时长等，这种物候变化会对陆地生态系统碳、水和能量平衡产生重要的影响，同时也会影响动植物关系、植被分布等，进而影响生态系统结构和功能。因此，研究植被物候对气候变化的响应和反馈，对我国应对气候变化的影响，充分发挥生态系统功能，保证经济社会的可持续发展具有重要的战略意义。

尽管植被物候研究在全球变暖大背景下取得了蓬勃的发展，但物候的发生机理机制在学界还没有形成一致的观点。“春季升温和光周期被普遍认为是物候变化的最主要决定因素，然而光周期与温度如何调控植被物候一直存在较大争议，主要原因是缺乏大数据统计分析和实验验证分析。”针对这一问题，付永硕率领团队结合大尺度数据分析和野外控制实验，提出并验证了温周期与光周期协调控制春季物候期的理论框架：光周期通过调整物候积温需求和冷激需求的非线性关系，进而调整春季物候发生时间，以达到最长生长季与避免冷伤害平衡的最优生长史策略。这一研究表明，植物物候响应气候变化的温度敏感性受光周期调控，未来气候变暖条件下的温带森林物候变化将取决于春季升温与冬季升温的相对速率以及光周期三者共同作用。

付永硕介绍说：“气候变暖以后，春天就会变短，那植物的发芽期和开花期就会提前，那么春季物候提前量将低于预期，这可能会导致植物的生长机会减小，增长量减少，进而对陆地生态系统碳循环和水循环过程，以及生态系统服务价值功能产生重要的影响。”

全球著名生态学家，德国科学院院士Christian Körner高度评价这一发现，称其解决了光周期与温度如何调控植被物候这一存在几十年的争议问题，将推动植物物候领域和全球变化生态系领域的研究，相关成果发表在Global Change Biology杂志上。

目前，付永硕还率领团队通过与植物生态学、遥感生态学、生态水文等专业方向的研究人员紧密合作，在极端气候响应、生态水文过程以及物候模型开发等方面进行了深入的研究。他说道：“要说有什么目标的话，我希望未来我们可以研制出一套全球动态植被物候模型并耦合动态植被模式中，更好地模拟全球生态系统对气候变化的响应与反馈，以及这些系统如何影响陆地水、碳等循环的过程。”

在北京师范大学主楼前留影

心怀感恩，踏实前行

成长是一个复杂的过程，在这个过程中所做出的每一个选择，除了自身的因素，身边人的影响也十分重要。就如付永硕选择走上科研之路，就与他的三位恩师脱不开关系。

付永硕说：“硕士毕业后，我原本打算直接工作。我的硕士导师郝芳华教授给了我很好的建议，支持我出国深造。最重要的是，她说的一句话至今让我铭记于心。她说：‘做研究要学会先做人’，就是踏踏实实做人，踏踏实实做事。在硕士期间，她也是以身作则，对我们影响很大。”对付永硕影响深刻的还有他的博士生导师Ivan Janssens教授和北京大学的朴世龙教授，“两位老师对科研的热爱是很让人震撼的，从他们身上，我除了学习到了做科研的技巧，更体会到了成为一个科研工作者应具有的热情”“朴老师对科研的专注力、洞察力，还有对科研的思考方式，对我的影响非常大，极大地开拓了我的视野”。

受到他们的影响，付永硕也对自己的科研工作越来越热爱，对未来的路也越来越坚定。他说道：“三位老师对我的影响真的很大，不仅仅是专业上的传授，还有意志上的鼓励。因为看到他们那种敬业的状态，我就会想再努力些，希望自己能更加出色地做好自己的工作”。

当今时代是一个重视科技、重视人才的时代。无论是从国家层面，还是具体平台都在积极吸纳人才，培养新生力量。回归北京师范大学以后，学校给予付永硕很大的支持，无论是科研上的支持，还是生活上的照顾都让他非常感激。他表示，身处这样一个时代是幸运又幸福的，所以更不能辜负这样的机遇，要不断奋进，不断提升，踏踏实实做科研，尽心尽力服务于祖国。